סוגי נתיכים

בדרך כלל, נתיכים הם רכיבים המגנים על מכשירים חשמליים מפני נחשולי מתח וקצר חשמלי. עם זאת, הפתיל המשמש להגנה על שנאי הספק גבוה לא יכול לשמש עבור התקן בהספק נמוך כגון מחשב נייד.

נתיכים חשמליים מגיעים בצורות וגדלים רבים, פועלים באמצעות אלמנטים שונים, ויש להם יישומים שונים במעגלים שלהם.

במדריך שלנו, אנו מציגים את כל סוגי הנתיכים המשמשים במערכות חשמל, מחלקים אותם לפי קטגוריות עיקריות לתתי קטגוריות ואפשרויות ספציפיות יותר.

בואו נתחיל.

סוגי נתיכים

ישנם יותר מ-15 סוגים של נתיכים חשמליים, הנבדלים בעקרונות הפעולה, התכנון והיישום. אלו כוללים:

1. נתיך DC
2. נתיך AC
3. נתיך חשמלי במתח נמוך
4. נתיך מתח גבוה חשמלי
5. נתיך מחסנית
6. נתיך מחסנית מסוג D
7. נתיך מסוג מחסנית
8. נתיך להחלפה
9. פיוז חלוץ
10. החלף נתיך
11. פתיל נדחף החוצה
12. נתיך נפתח
13. נתיך תרמי
14. נתיך ניתן לאיפוס
15. נתיך מוליכים למחצה
16. נתיך דיכוי מתח
17. נתיך התקן להתקנה על פני השטח

כל זה יוסבר בנפרד בפירוט להבנתך המלאה.

נתיך DC

במילים פשוטות, נתיכים DC הם סוג של נתיך חשמלי המשמש במעגלי DC. למרות שזהו הגורם העיקרי שמבדיל אותם מנתיכים של זרם חילופין (AC), יש תכונה נוספת שכדאי להזכיר.

נתיכים DC הם בדרך כלל גדולים יותר מאשר נתיכים AC כדי למנוע קשתות מתמשכת.

אם נתיך DC הוא זרם יתר או קצר ורצועת המתכת נמסה, המעגל ייפתח.

עם זאת, עקב זרם ה-DC והמתח במעגל ממקור ה-DC, הפער הקטן בין שני הקצוות של הרצועה המותכת יוצר אפשרות לניצוץ קבוע.

זה מביס את מטרת הפתיל מכיוון שהכוח עדיין זורם במעגל. כדי למנוע ניצוץ, נתיך DC מוגדל, מה שמגדיל את המרחק בין שני הקצוות המומסים של הרצועה.

נתיך AC

מצד שני, נתיכים AC הם נתיכים חשמליים שעובדים עם מעגלי AC. אין צורך לעשות אותם יותר הודות לאספקת הכוח בתדר משתנה.

זרם חילופין מופעל במתח שמשתנה מהרמה המקסימלית לרמה המינימלית (0 V), בדרך כלל 50 עד 60 פעמים בדקה. משמעות הדבר היא שכאשר הרצועה נמסה, הקשת נכבית בקלות כאשר מתח זה מופחת לאפס.

הנתיך החשמלי לא צריך להיות גדול יותר, שכן זרם החילופין מפסיק לספק את עצמו.

כעת, נתיכים AC ונתיכים DC הם שתי הקטגוריות העיקריות של נתיכים חשמליים. לאחר מכן אנו מפרידים אותם לשתי קטגוריות משנה; נתיכים חשמליים במתח נמוך ונתיכים חשמליים במתח גבוה.

נתיך חשמלי במתח נמוך

סוג זה של נתיך חשמלי פועל על מעגל עם מתח נקוב של פחות או שווה ל-1,500 וולט. נתיכים חשמליים אלו נמצאים בשימוש נפוץ במעגלים חשמליים במתח נמוך ומגיעים במגוון צורות, עיצובים וגדלים.

הם גם זולים יותר ממקבילותיהם במתח גבוה וקל להחלפה.

נתיך מתח גבוה חשמלי

נתיכים במתח גבוה הם נתיכים חשמליים המשמשים עם דירוגי מתח מעל 1,500V ועד 115,000V.

הם משמשים במערכות חשמל ומעגלים גדולים, מגיעים בגדלים שונים ומשתמשים באמצעים מחמירים יותר לכיבוי קשת חשמלית, במיוחד כשמדובר במעגל DC.

לאחר מכן, נתיכים חשמליים במתח גבוה ונמוך מחולקים לסוגים שונים, שנקבעים בעיקר על פי התכנון שלהם.

נתיך מחסנית

נתיכים של מחסנית הם סוג של נתיך חשמלי שבו אלמנטים של כיבוי הרצועה והקשת סגורים לחלוטין במארז קרמי או שקוף.

בדרך כלל מדובר בנתיכים חשמליים גליליים עם מכסי מתכת (הנקראים זיזים) או להבי מתכת בשני הקצוות המשמשים כנקודות מגע לחיבור למעגל. נתיך או פס בחלק הפנימי מתחבר לשני הקצוות הללו של נתיך המחסנית כדי להשלים את המעגל.

אתה רואה נתיכים של מחסנית עם יישומים במעגלי מכשירים כגון מקררים, משאבות מים ומזגנים, בין היתר.

בעוד שהם נוכחים יותר במערכות מתח נמוך בדירוג של עד 600A ו-600V, ייתכן שתראה את השימוש בהם גם בסביבות מתח גבוה. למרות זאת והתוספת של חומרים מסוימים כדי להגביל את הניצוץ, העיצוב הכללי שלהם נשאר זהה.

ניתן לחלק נתיכים של מחסנית לשתי קטגוריות נוספות; נתיכים חשמליים מסוג D ונתיכים מסוג Link.

נתיך מחסנית מסוג D

נתיכים מסוג D הם הסוגים העיקריים של נתיכים למחסנית שיש להם בסיס, טבעת מתאם, מחסנית ומכסה נתיך.

בסיס הנתיך מחובר לכיסוי הנתיך ולבסיס הנתיך הזה מחברים פס מתכת או חוט מגשר להשלמת המעגל. נתיכים מסוג D מפסיקים מיד את אספקת החשמל כאשר חריגה מהזרם במעגל.

סוג קישור/נתיך מחסנית HRC

נתיכים של קישור או יכולת שבירה גבוהה (HRC) משתמשים בשני קישורי נתיך למנגנון השהיית זמן בהגנה מפני זרם יתר או קצר חשמלי. סוג זה של נתיך נקרא גם נתיך עם יכולת שבירה גבוהה (HBC).

שני חוליות או סורגים ניתנים להיתוך ממוקמים במקביל זה לזה, האחד עם התנגדות נמוכה והשני עם התנגדות גבוהה.

כאשר זרם עודף מופעל על המעגל, הקישור המתיך עם התנגדות נמוכה נמס מיד, בעוד שקשר ההתנגדות הגבוה מחזיק את הכוח העודף לפרק זמן קצר. לאחר מכן הוא יישרף אם ההספק לא יופחת לרמה מקובלת בתוך פרק זמן קצר זה.

אם במקום זאת, זרם השבירה המדורג מופעל מיד כאשר מתרחש זרם יתר במעגל, קישור הנתיך בעל ההתנגדות הגבוהה יימס באופן מיידי.

סוגים אלה של נתיכים חשמליים HRC משתמשים גם בחומרים כמו אבקת קוורץ או נוזלים לא מוליכים כדי להגביל או לכבות את הקשת החשמלית. במקרה זה הם נקראים נתיכים נוזליים HRC והם נפוצים בסוגי מתח גבוה.

ישנם סוגים נוספים של נתיכים חשמליים של HRC, כגון נתיכים מוברגים, בעלי מסופי הארכה עם חורים, ונתיכים להבים, הנמצאים בשימוש נרחב בסביבת הרכב ויש להם מסופי להבים במקום מכסים.

לנתיכים של להב יש בדרך כלל מארז פלסטיק והם מוסרים בקלות מהמעגל במקרה של תקלה.

נתיך להחלפה

נתיכים להחלפה נקראים גם נתיכים חשמליים סגורים למחצה. הם מורכבים משני חלקים עשויים פורצלן; מחזיק נתיך עם ידית ובסיס נתיך אליו מוחדר מחזיק נתיך זה.

העיצוב של נתיכים ניתנים להסרה, בשימוש נפוץ בסביבות מגורים ובסביבות זרם נמוך אחרות, הופך אותם קלים לאחיזה ללא סיכון להתחשמלות. למחזיק הנתיכים יש בדרך כלל מסופי להב וקישור נתיך.

כאשר החוליה הניתכת נמסה, ניתן לפתוח בקלות את מחזיק הנתיך כדי להחליפו. גם את כל המחזיק ניתן להחליף בקלות ללא כל קושי.

פיוז חלוץ

הנתיך משתמש במערכת מכנית כדי להגן מפני זרם יתר או קצר חשמלי, וכדי לציין כי נתיך חשמלי נשרף.

הפתיל הזה עובד עם מטעני נפץ או עם קפיץ משופע ומוט שנפרק כאשר החוליה נמסה.

הסיכה והקפיץ מקבילים לחיבור הניתן להיתוך. כאשר החוליה נמסה, מנגנון הפריקה מופעל, מה שגורם לסיכה לעוף החוצה.

החלף נתיך

נתיכים מתג הם סוג של נתיך חשמלי שניתן לשלוט חיצונית באמצעות ידית מתג.

ביישומים נפוצים בסביבות מתח גבוה, אתה שולט אם הנתיכים מעבירים חשמל או לא על ידי העברת המתג למצב מופעל או כבוי.

פתיל נדחף החוצה

נתיכים דחופים משתמשים בגז בורון כדי להגביל את תהליך הקשתות. הם משמשים בסביבות מתח גבוה, במיוחד בשנאים של 10 קילו וולט.

כאשר הפתיל נמס, גז הבור מכבה את הקשת ויוצא דרך החור בצינור.

השבת את הפתיל

נתיכים נשירים הם סוג של נתיכים נשלפים שבהם חוליית הפתיל מופרדת מגוף הנתיך. נתיכים אלו מורכבים משני חלקים עיקריים; חיתוך דיור ומחזיק נתיך.

מחזיק הנתיך מכיל חוליה ניתנת להיתוך, וגוף החתך הוא מסגרת חרסינה התומכת במחזיק הנתיך דרך המגעים העליונים והתחתונים.

מחזיק הפתיל מוחזק גם הוא בזווית לגוף החתך וזה נעשה מסיבה כלשהי.

כאשר חוליית הפתיל נמסה עקב זרם יתר או קצר חשמלי, מחזיק הנתיך מנותק מגוף החתך במגע העליון. זה גורם לו ליפול תחת כוח הכבידה, ומכאן השם "פתיל טיפה".

מחזיק פתיל נופל הוא גם סימן ויזואלי לכך שפתיל התפוצץ וצריך להחליף אותו. סוג זה של נתיך משמש בדרך כלל להגנה על שנאי מתח נמוך.

נתיך תרמי

הנתיך התרמי משתמש באותות ובאלמנטים של טמפרטורה כדי להגן מפני זרם יתר או קצר חשמלי. סוג זה של נתיך, הידוע גם כחתך תרמי ונמצא בשימוש נרחב במכשירים רגישים לטמפרטורה, משתמש בסגסוגת רגישה כקשר הנתיך.

כאשר הטמפרטורה מגיעה לרמה חריגה, הקישור המתיך נמס ומנתק את החשמל לחלקים אחרים של המכשיר. זה נעשה בעיקר כדי למנוע שריפה.

נתיך ניתן לאיפוס

נתיכים הניתנים לאיפוס נקראים גם נתיכים פולימרים מקדם טמפרטורה חיובי (PPTC), או בקיצור "פוליפיוזים", והם בעלי תכונות שהופכות אותם לשימוש חוזר. 

סוג זה של נתיך מורכב מפולימר גבישי לא מוליך מעורבב עם חלקיקי פחמן מוליכים. הם פועלים עם טמפרטורה להגנה מפני זרם יתר או קצר חשמלי. 

כשהוא קר, הפתיל נשאר במצב גבישי, מה ששומר על חלקיקי הפחמן קרובים זה לזה ומאפשר לאנרגיה לעבור דרכו.

במקרה של אספקת זרם מוגזמת, הפתיל מתחמם, ומשתנה מצורה גבישית למצב אמורפי פחות קומפקטי.

חלקיקי הפחמן נמצאים כעת רחוק יותר זה מזה, מה שמגביל את זרימת החשמל. אנרגיה עדיין זורמת דרך הנתיך הזה כאשר הוא מופעל, אבל בדרך כלל נמדדת בטווח מיליאמפר. 

כאשר המעגל מתקרר, מצב הקריסטל הקומפקטי של הנתיך משוחזר והכוח זורם באין מפריע.

מכאן ניתן לראות שהפוליפיוזים מתאפסים אוטומטית, ומכאן השם "נתיכים הניתנים לאיפוס".

הם נמצאים בדרך כלל באספקת חשמל למחשבים וטלפונים, כמו גם במערכות גרעיניות, מערכות נסיעות אוויריות ומערכות אחרות שבהן החלפת חלקים תתגלה כקשה ביותר.

נתיך מוליכים למחצה

נתיכים מוליכים למחצה הם נתיכים מהירים במיוחד. אתה משתמש בהם כדי להגן על רכיבי מוליכים למחצה במעגל, כגון דיודות ותיריסטורים, מכיוון שהם רגישים לנחשולי זרם קטנים. 

הם נמצאים בשימוש נפוץ ב-UPS, ממסרי מצב מוצק וכונני מנוע, כמו גם בהתקנים ומעגלים אחרים עם רכיבי מוליכים למחצה רגישים.

נתיך דיכוי נחשולים

נתיכים להגנה מפני נחשולי מתח משתמשים באותות טמפרטורה וחיישני טמפרטורה כדי להגן מפני עליות מתח. דוגמה טובה לכך היא נתיך מקדם טמפרטורה שלילי (NTC).

נתיכים NTC מותקנים בסדרה במעגל ומקטינים את ההתנגדות שלהם בטמפרטורות גבוהות יותר.

זה בדיוק ההפך מנתיכים של PPTC. בזמן שיא הספק, ההתנגדות המופחתת גורמת לנתיך לספוג יותר כוח, מה שמפחית או "מדכא" את זרימת הכוח.

נתיך התקן להתקנה על פני השטח

נתיכים לתלייה משטחית (SMD) הם נתיכים חשמליים קטנים מאוד המשמשים בדרך כלל בסביבות זרם נמוך עם שטח מוגבל. אתה רואה את היישומים שלהם במכשירי DC כמו טלפונים ניידים, כוננים קשיחים ומצלמות, בין היתר.

נתיכים SMD נקראים גם נתיכים שבבים וניתן למצוא גם גרסאות של זרם גבוה שלהם.

כעת לכל סוגי הנתיכים שהוזכרו לעיל יש כמה מאפיינים נוספים שקובעים את התנהגותם. אלה כוללים זרם נקוב, מתח נקוב, זמן פעולת נתיך, יכולת שבירה ו-I²ערך T.

סרטון מדריך

סוגי נתיכים - מדריך אולטימטיבי למתחילים

כיצד מחושב דירוג הנתיך

הדירוג הנוכחי של נתיכים המשמשים במכשירי הפעלה סטנדרטיים נקבע בדרך כלל בין 110% ל-200% מדרוג המעגל שלהם.

לדוגמה, נתיכים המשמשים במנועים מדורגים בדרך כלל ב-125%, בעוד שנתיכים המשמשים בשנאים מדורגים ב-200%, ונתיכים המשמשים במערכות תאורה מדורגים ב-150%. 

עם זאת, הם תלויים בגורמים אחרים כגון סביבת מעגל, טמפרטורה, רגישות של מכשירים מוגנים במעגל ועוד רבים אחרים. 

לדוגמה, בעת חישוב דירוג הנתיך עבור מנוע, אתה משתמש בנוסחה;

דירוג נתיך = {Wattage (W) / Voltage (V)} x 1.5

אם ההספק הוא 200W והמתח הוא 10V, דירוג נתיך = (200/10) x 1.5 = 30A. 

הבנת הקשת החשמלית

לאחר שקראתם עד לנקודה זו, בוודאי נתקלתם במונח "קשת חשמלית" מספר פעמים והבנתם כי יש צורך למנוע זאת כאשר החוליה הניתכת נמסה. 

קשת נוצרת כאשר חשמל מגשר על פער קטן בין שתי אלקטרודות באמצעות גזים מיוננים באוויר. הקשת לא נכבית אלא אם כן מכבים את החשמל. 

אם הקשת אינה נשלטת על ידי מרחק, אבקה לא מוליכה ו/או חומרים נוזליים, אתה מסתכן בזרם יתר מתמשך במעגל או באש.

אם אתה רוצה לדעת יותר על נתיכים, בקר בדף זה.

שאלות ותשובות

כמה סוגים של נתיכים AC יש?

ישנן שתי קטגוריות עיקריות של נתיכים AC: נתיכים במתח נמוך ונתיכים במתח גבוה.

אשר לאחר מכן ניתן לחלק ל-11 או יותר סוגים שונים.

כמה סוגי נתיכים יש לנו בהנדסת חשמל?

יותר מ-11 סוגי נתיכים משמשים במערכות חשמל, המחולקים לקטגוריות עיקריות של נתיכים AC ו-DC. נתיכים מסווגים גם לתתי קטגוריות מתח גבוה ונמוך.